由于海洋业务化预报模式对中尺度涡等海洋中、小尺度物理过程的准确预报仍然具有较大困难,因此,区域台风—海洋耦合模式初始化采用稳定基态的海洋数据是当前的有效手段。本文通过对两组台风个例的模拟,检验了基于稳定基态海洋数据的区...由于海洋业务化预报模式对中尺度涡等海洋中、小尺度物理过程的准确预报仍然具有较大困难,因此,区域台风—海洋耦合模式初始化采用稳定基态的海洋数据是当前的有效手段。本文通过对两组台风个例的模拟,检验了基于稳定基态海洋数据的区域台风—海洋耦合模式的模拟效果,并通过6组敏感性试验,研究了初始台风最大风速半径(Radius of maximum wind speed,RMWS)对耦合模式模拟结果的影响。结果表明:初始台风RMWS的影响贯穿整个模拟阶段,RMWS越大,下垫面热通量输送量级越大,台风强度越强。在台风强烈的风场作用下,海温反馈也越显著,从而引起热通量降低幅度增大。RMWS作为与台风结构密切相关的物理量在度量台风强度中起到了重要作用。展开更多
为探讨黄海海洋涡旋的三维结构特征、能量输送与转换及影响机制,对黄海海域典型台风海洋气旋与近海海湾反气旋式涡旋个例进行数值模拟和时空诊断分析。采用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)区域海洋数值模式精细化描述台风...为探讨黄海海洋涡旋的三维结构特征、能量输送与转换及影响机制,对黄海海域典型台风海洋气旋与近海海湾反气旋式涡旋个例进行数值模拟和时空诊断分析。采用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)区域海洋数值模式精细化描述台风海洋涡旋与近海海洋中小尺度涡旋系统。对涡旋能量传输特征模拟显示,气旋式和反气旋式海洋涡旋中,非对称强流区动能能量下传比涡旋中心部位的强度更强,维持时间更长,下传深度更深。反气旋式海洋涡旋因Ekman流动形成的向中心辐合作用,造成此类差异更显著。气旋涡的动能主要来源于台风的近海面风应力动能和海洋涡旋有效位能的转换,反气旋涡旋区域风动力偏弱,其动能强度维持在低位,其涡旋增强伴随着有效位能的增加。环境因子影响机制从风浪,底摩擦和地形三方面讨论。结果显示:耦合波浪模块后,台风强风应力和风浪的综合作用扩大台风海洋涡旋尺度,并增强涡旋环流强度,同时对相邻的反气旋涡有压缩和减弱作用。风浪效应对台风海洋涡旋有正贡献。强台风过程表层环流响应台风应力而浅水地形和底摩擦强烈影响涡旋下层,造成台风海洋涡旋结构在垂直方向上偏移,并影响到下层环流速度减小,流向与表层相反。在海洋气旋涡和反气旋涡的显著辐散区,其混合层下方有温盐要素的涌升对应,辐合区有温盐要素的下沉对应;同时海底地形的升降也造成温盐强迫上升与下降,其强度与地形起伏尺度成正比,较环流系统作用更强。展开更多
基于高分辨率的天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF)与海洋环流模式(Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model,HYCOM)耦合数值模拟,对比观测台风最佳路径数据集和PISTON(Propagation of Intraseasonal Tropi...基于高分辨率的天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF)与海洋环流模式(Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model,HYCOM)耦合数值模拟,对比观测台风最佳路径数据集和PISTON(Propagation of Intraseasonal Tropical Oscillations)项目提供的浮标观测数据,通过敏感性试验评估三种微物理参数化方案对1822号超强台风“山竹(Mangkhut)”的路径、强度演变和上层海洋响应的影响.研究表明:海-气耦合模式能在一定程度上模拟台风的移动路径与强度特征,但在台风初期会出现对强度的高估.还能模拟台风造成的海表面温度和盐度空间分布的不对称性.与浮标观测数据相比,海-气耦合模式会略高估海洋冷却与盐度的增加幅度.微物理参数化方案对Mangkhut的模拟有一定影响,Morrison方案对最低平均海平面气压和10 m高度处最大风速的模拟误差较WSM6与Thompson方案低,但该方案会高估海洋表层冷却,因而对Mangkhut成熟到衰减初期的风速模拟偏低. Morrison方案对三小时累积降水量的模拟在Mangkhut前期大于WSM6方案,中后期小于WSM6方案,而与Thompson方案相比,整体相差不大.微物理参数化方案对海洋表面对台风响应的模拟有一定影响,但敏感性有限.海洋表面的热盐变化同时与台风强度和移速有关,海表面温度和海表面盐度的变化幅度都随台风强度的增大而增大,随着台风移速的增大而减小,而台风的强度与移速对于海表响应的影响存在一定的相关性.展开更多
文摘由于海洋业务化预报模式对中尺度涡等海洋中、小尺度物理过程的准确预报仍然具有较大困难,因此,区域台风—海洋耦合模式初始化采用稳定基态的海洋数据是当前的有效手段。本文通过对两组台风个例的模拟,检验了基于稳定基态海洋数据的区域台风—海洋耦合模式的模拟效果,并通过6组敏感性试验,研究了初始台风最大风速半径(Radius of maximum wind speed,RMWS)对耦合模式模拟结果的影响。结果表明:初始台风RMWS的影响贯穿整个模拟阶段,RMWS越大,下垫面热通量输送量级越大,台风强度越强。在台风强烈的风场作用下,海温反馈也越显著,从而引起热通量降低幅度增大。RMWS作为与台风结构密切相关的物理量在度量台风强度中起到了重要作用。
文摘为探讨黄海海洋涡旋的三维结构特征、能量输送与转换及影响机制,对黄海海域典型台风海洋气旋与近海海湾反气旋式涡旋个例进行数值模拟和时空诊断分析。采用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)区域海洋数值模式精细化描述台风海洋涡旋与近海海洋中小尺度涡旋系统。对涡旋能量传输特征模拟显示,气旋式和反气旋式海洋涡旋中,非对称强流区动能能量下传比涡旋中心部位的强度更强,维持时间更长,下传深度更深。反气旋式海洋涡旋因Ekman流动形成的向中心辐合作用,造成此类差异更显著。气旋涡的动能主要来源于台风的近海面风应力动能和海洋涡旋有效位能的转换,反气旋涡旋区域风动力偏弱,其动能强度维持在低位,其涡旋增强伴随着有效位能的增加。环境因子影响机制从风浪,底摩擦和地形三方面讨论。结果显示:耦合波浪模块后,台风强风应力和风浪的综合作用扩大台风海洋涡旋尺度,并增强涡旋环流强度,同时对相邻的反气旋涡有压缩和减弱作用。风浪效应对台风海洋涡旋有正贡献。强台风过程表层环流响应台风应力而浅水地形和底摩擦强烈影响涡旋下层,造成台风海洋涡旋结构在垂直方向上偏移,并影响到下层环流速度减小,流向与表层相反。在海洋气旋涡和反气旋涡的显著辐散区,其混合层下方有温盐要素的涌升对应,辐合区有温盐要素的下沉对应;同时海底地形的升降也造成温盐强迫上升与下降,其强度与地形起伏尺度成正比,较环流系统作用更强。
文摘基于高分辨率的天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF)与海洋环流模式(Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model,HYCOM)耦合数值模拟,对比观测台风最佳路径数据集和PISTON(Propagation of Intraseasonal Tropical Oscillations)项目提供的浮标观测数据,通过敏感性试验评估三种微物理参数化方案对1822号超强台风“山竹(Mangkhut)”的路径、强度演变和上层海洋响应的影响.研究表明:海-气耦合模式能在一定程度上模拟台风的移动路径与强度特征,但在台风初期会出现对强度的高估.还能模拟台风造成的海表面温度和盐度空间分布的不对称性.与浮标观测数据相比,海-气耦合模式会略高估海洋冷却与盐度的增加幅度.微物理参数化方案对Mangkhut的模拟有一定影响,Morrison方案对最低平均海平面气压和10 m高度处最大风速的模拟误差较WSM6与Thompson方案低,但该方案会高估海洋表层冷却,因而对Mangkhut成熟到衰减初期的风速模拟偏低. Morrison方案对三小时累积降水量的模拟在Mangkhut前期大于WSM6方案,中后期小于WSM6方案,而与Thompson方案相比,整体相差不大.微物理参数化方案对海洋表面对台风响应的模拟有一定影响,但敏感性有限.海洋表面的热盐变化同时与台风强度和移速有关,海表面温度和海表面盐度的变化幅度都随台风强度的增大而增大,随着台风移速的增大而减小,而台风的强度与移速对于海表响应的影响存在一定的相关性.
